Explotación subterránea
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Resumen=La explotación de un yacimiento mediante minería subterránea se realiza cuando su extracción a cielo abierto no es posible por motivos económicos, sociales o ambientales. Para la minería subterránea se hace necesario la realización de túneles, pozos, chimeneas y galerías, así como cámaras. Los métodos más empleados son mediante túneles y pilares, hundimientos, corte y relleno (cut and fill mining), realce por subniveles (Sublevel Stopping) y cámaras-almacén (Shrinkage).
Sumario
Métodos de explotación subterránea
Los métodos de explotación en minería subterránea se pueden dividir en aquellos aplicados a cuerpos mineralizados tabulares (e.g., filones, mantos) y a cuerpos de carácter irregular donde la mineralización se distribuye de manera más o menos isotrópica (e.g., pórfidos cupríferos). En el primer caso debemos hacer otra división entre aquellos que son aplicados a rocas competentes, i.e., cámaras (stopes) autosustentadas, y los que se aplican en roca poco competente o muy fracturada (cámaras artificialmente sustentadas).
Cuerpos Tabulares
Rocas competentes:
Cuerpos mineralizados de gran buzamiento (e.g., filones): hundimiento por subniveles (sublevel stoping), longhole stoping.
Cuerpos mineralizados subhorizontales (e.g., mantos): cámaras y pilares (room and pillar). Este método implica, como su nombre lo indica, una sustentación del techo de la cámara por pilares que no son explotados.
Rocas incompetentes
Cuerpos mineralizados de gran buzamiento: cámaras con relleno (cut and fill), cámaras con almacenamiento de zafras (shrinkage stoping).
Cuerpos Irregulares Hundimiento de bloques (block caving), en yacimientos tipo pórfido cuprífero o equivalentes.
Métodos más comunes
Entre los métodos más comunes de explotación (existen variantes de los mismos) están los siguientes: 1)Cámaras naturalmente (auto) sostenidas: Cámaras abiertas (open stoping).
Hundimiento por subniveles (sublevel stoping).
Longhole stoping.
Cámaras con soporte de pilares (room and pillar). 2) Cámaras artificialmente sostenidas. Laboreo con almacenamiento de zafras (shrinkage stoping). Zafra: escombro de una mina o cantera (del árabe: sajra = piedra).
Laboreo por cámaras con relleno (cut and fill).
Laboreo con entibación (fortificación) cuadrada (square-set stoping). 3) Hundimiento (caved stopes). Hundimiento de bloques (block caving).
Pisos de hundimiento (sublevel caving). El hundimiento por subniveles (sublevel stoping) es el método indicado para cuerpos mineralizados con fuerte buzamiento (normalmente filones). El ancho de galería puede o no coincidir con el del cuerpo mineralizado. El disparo (pega) se prepara mediante perforaciones verticales en malla. La mejora en los sistemas de perforación permitió alcanzar distancias cada vez mayores (30 o más metros), lo que a su vez posibilitó la implementación del método longhole stoping, para cuerpos mineralizados de gran potencia y fuerte buzamiento. Este método permite generar cámaras de hasta 50 m de altura (más que la altura de la Facultad de Ciencias Geológicas: UCM). A diferencia del método de hundimiento por subniveles, aquí se saca una tajada completa del cuerpo a la vez. El disparo se realiza perforando desde varios subniveles, en abanico o en diagrama radial.
El método de cámaras y pilares (room and pillar) se utiliza en cuerpos horizontales o con poco buzamiento (mantos). Se dejan pilares de roca para sostener el techo de la cámara. Estos pueden disponerse de una manera regular (room and pillar s.s.) o irregular (casual pillars, o room and pillar s.l.).
El método de almacenamiento de zafras (shrinkage stoping) se utiliza en cuerpos con fuerte buzamiento (filones), que presentan un encajante que necesita soporte. A medida que avanza el stoping hacia arriba se va sacando material por debajo.
El método de cámaras con relleno (cut and fill) opera con un sistema similar al de almacenamiento de zafras, con la diferencia substancial que el relleno no se realiza con el mismo mineral arrancado, sino con materiales que son traídos desde afuera, por ejemplo, limos o arenas. También pueden utilizarse a estos efectos los estériles de la planta de flotación, lo cual tiene innumerables ventajas ambientales. El método de entibación cuadrada (square set stoping) es muy laborioso y hoy en día prácticamente no se emplea. Es similar al proceso de cámaras con relleno, pero además utiliza un esqueleto (entramado) de cuadros rectangulares.
El método de hundimiento de bloques (block caving) resulta ideal en cuerpos irregulares de grandes dimensiones como son los yacimientos tipo pórfido cuprífero. El requisito técnico es que la roca a hundir sea fácilmente fragmentable. Existen tres niveles principales: de hundimiento, de troceo (grizzlies) y de transporte.
Finalmente, el método de hundimiento por pisos (sublevel caving) es utilizado cuando la roca no es fácilmente fragmentable. En cierta manera recuerda al método de sublevel stoping con la salvedad de que las paredes son el mismo cuerpo mineralizado, y éstas se hacen colapsar.
Bibliografía
Peters, W.C. 1978. Exploration and mining geology. John Wiley & Sons, NY, 696 pp. Rossi, G. 1990. Biohydrometallurgy. McGraw-Hill, NY, 609 pp. Thomas, L.J. 1979. An introduction to mining. Methuen, Sidney, 471 pp.
